Pesquisadores da Universidade Técnica da Dinamarca (DTU, na sigla em inglês) desenvolveram um nanolaser capaz de se tornar peça fundamental para computadores, celulares e centros de dados muito mais rápidos e energeticamente eficientes.
A tecnologia abre a possibilidade de integrar milhares desses lasers em um único microchip, permitindo um futuro digital no qual dados deixem de ser transmitidos por sinais elétricos e passem a ser enviados por partículas de luz, os fótons. O estudo foi publicado na revista científica Science Advances.
Segundo o professor Jesper Mørk, coautor do trabalho ao lado de Meng Xiong e Yi Yu, o avanço pode viabilizar nova geração de componentes miniaturizados e de alto desempenho.
“O nanolaser abre a possibilidade de criar uma nova geração de componentes que combinam alto desempenho com tamanho mínimo. Isso pode ocorrer na tecnologia da informação, por exemplo, onde lasers ultrapequenos e energeticamente eficientes podem reduzir o consumo de energia em computadores, ou no desenvolvimento de sensores para o setor de saúde, onde a extrema concentração de luz do nanolaser pode fornecer imagens de alta resolução e biossensores ultrassensíveis”, afirmou, ao Phys.org.
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Redução de energia e ganho de velocidade
- Atualmente, a internet já transmite dados na forma de luz por cabos de fibra óptica, mas, dentro dos computadores, a comunicação ainda ocorre por eletricidade em circuitos eletrônicos, o que limita a velocidade e gera calor;
- Ao levar a luz diretamente para dentro do microchip por meio dos nanolasers, a tecnologia digital poderia se tornar mais rápida, mais fria e muito mais amigável ao clima;
- Isso ocorre porque esses lasers geram sinais luminosos que podem ser transmitidos com quase nenhuma perda de energia. No caso de computadores, Mørk estima que o consumo energético poderia ser reduzido pela metade;
- O nanolaser ultracompacto desenvolvido pela DTU é considerado um componente essencial para essa visão, já que chips futuros precisarão de milhares de lasers minúsculos e eficientes para enviar sinais luminosos internamente.
O dispositivo foi criado em sala limpa no laboratório DTU Nanolab e, de acordo com os pesquisadores, supera o limite tradicional de miniaturização desse tipo de tecnologia. O laser baseia-se em uma estrutura de aprisionamento de luz — uma nanocavidade — que concentra a radiação em uma área microscópica com intensidade extrema, algo que antes era considerado impossível.
Quando o laser é iluminado por um feixe externo, tanto a luz quanto os elétrons se concentram nesse espaço minúsculo, permitindo operação em temperatura ambiente com consumo energético incomumente baixo. A estrutura de confinamento foi originalmente projetada por um grupo liderado pelo professor Ole Sigmund, do departamento DTU Construct.
Próximos desafios e aplicações
Os cientistas afirmam que, se, no futuro, o nanolaser puder ser alimentado eletricamente — o próximo grande desafio de pesquisa —, ele poderá revolucionar diversas tecnologias.
Computadores e smartphones poderiam consumir significativamente menos energia e entregar maior desempenho, enquanto centros de dados poderiam reduzir drasticamente seus gastos energéticos, gerando grande economia climática. Na área de saúde, o componente permitiria sensores ultrassensíveis e sistemas de imagem de altíssima resolução.
Os pesquisadores estimam que os desafios técnicos finais para viabilizar a tecnologia poderão ser resolvidos dentro de um prazo de cinco a dez anos.
O post Computadores do futuro podem consumir metade da energia com esta técnica apareceu primeiro em Olhar Digital.
